JPWO2018212093A1 - Engine unit - Google Patents

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Abstract

4ストロークの間に高負荷領域THと低負荷領域TLが存在するエンジン10の始動性向上をできる吸気管燃料噴射式4ストロークエンジンユニットを提供する。4ストロークの間に高負荷領域THと低負荷領域TLとを有する4ストロークエンジン本体10と、永久磁石を有しクランクシャフト46を回転させる永久磁石式スタータモータ30と、永久磁石式スタータモータ30を制御するECU32とを備え、低負荷領域TLの間、かつ、燃料噴射装置54が吸気通路33aに燃料を噴射した後、吸気弁50が閉じるまでの間で、エンジン温度センサ28により計測された4ストロークエンジン本体10の温度に基づいてクランクシャフト46の回転速度の増加を抑制するように、永久磁石式スタータモータ30の回転速度を制御する。An intake pipe fuel injection type four-stroke engine unit capable of improving the startability of the engine 10 in which a high load area TH and a low load area TL exist between four strokes. A four-stroke engine body 10 having a high load area TH and a low load area TL between four strokes, a permanent magnet starter motor 30 having a permanent magnet and rotating a crankshaft 46, and a permanent magnet starter motor 30 4 measured by the engine temperature sensor 28 during the low load region TL and after the fuel injection device 54 injects fuel into the intake passage 33a and until the intake valve 50 closes. The rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 is controlled to suppress an increase in the rotational speed of the crankshaft 46 based on the temperature of the stroke engine body 10.

Description

本発明は、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域を有し、スタータモータによってクランクシャフトをクランキングすることにより始動するエンジンユニットに関する。   The present invention relates to an engine unit having a high load area and a low load area for four strokes and starting by cranking a crankshaft by a starter motor.

車両が備えるエンジンとして、4ストロークの間に、エンジンのクランクシャフトを回転させる負荷が大きい高負荷領域と、エンジンのクランクシャフトを回転させる負荷が小さい低負荷領域とを有する4ストロークエンジン(例えば、単気筒エンジン)が知られている。   A four-stroke engine (for example, a single-stroke engine) that has a high load area where the load for rotating the engine crankshaft is large and a low load area where the load for rotating the engine crankshaft is small for four strokes. Cylinder engines are known.

特許文献1(特開2003−343404号公報)には、クランクシャフトを一旦逆回転させて停止させた後、前記クランクシャフトを正回転させることによってエンジンを始動させるエンジン始動装置が開示されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-343404) discloses an engine starting device for starting an engine by rotating a crankshaft in a forward direction after the crankshaft is once reversely rotated and stopped.

特許文献1に記載されたエンジン始動装置は、エンジンの前記クランクシャフトの回転が停止した後、モータによって、逆回転において負荷が増大する位置、すなわち膨張行程の途中まで前記クランクシャフトを逆回転させる。その後、前記エンジン始動装置は、前記膨張行程の途中の位置から前記モータを正回転方向に回転させることにより、前記クランクシャフトを正回転させる。   In the engine starting device described in Patent Document 1, after the rotation of the crankshaft of the engine is stopped, the crankshaft reversely rotates to a position where the load increases in the reverse rotation, that is, to the middle of the expansion stroke. Thereafter, the engine starting device rotates the crankshaft forward by rotating the motor in the normal rotation direction from a position midway in the expansion stroke.

上述のように、前記クランクシャフトを負荷が増大する位置、すなわち、前記膨張行程の途中の位置まで逆回転させることにより、前記クランクシャフトは、エンジン始動時において、膨張行程の途中から圧縮行程まで、低負荷領域で回転する。その後、前記エンジンは、1回目の高負荷領域に到達する。そのため、前記エンジンが1回目の高負荷領域に到達する前に、前記クランクシャフトの回転速度を高めることができる。高い回転速度を伴う大きな慣性力及びスタータモータの出力トルクの両方を利用することにより、前記エンジンは1回目の高負荷領域を乗り越えることができる。   As described above, by reversely rotating the crankshaft to the position where the load increases, ie, the position in the middle of the expansion stroke, the crankshaft from the middle of the expansion stroke to the compression stroke when the engine is started, It rotates in the low load area. Thereafter, the engine reaches the first high load area. Therefore, the rotational speed of the crankshaft can be increased before the engine reaches the first high load area. By utilizing both high inertia with high rotational speed and the output torque of the starter motor, the engine can overcome the first high load region.

また、特許文献2(国際公開第WO2015/093576号)には、4ストロークエンジン本体の燃焼動作が停止した後、前記クランクシャフトが正回転しているときに、三相ブラシレスモータによって前記クランクシャフトの正回転に対して抵抗を付与するエンジンユニットが開示されている。   Further, according to Patent Document 2 (International Publication No. WO 2015/093576), after the combustion operation of the four-stroke engine main body is stopped, the crankshaft is rotated by a three-phase brushless motor when the crankshaft rotates forward. An engine unit is disclosed that provides resistance to normal rotation.

前記エンジンユニットは、前記クランクシャフトを前記4ストロークエンジン本体における圧縮行程の位置で停止させる。そして、前記クランクシャフトの停止時における始動指示の入力に応じて、前記三相ブラシレスモータによって、前記クランクシャフトを、停止している圧縮行程の位置から正回転させる。   The engine unit stops the crankshaft at a position of a compression stroke in the four-stroke engine body. Then, in response to the input of the start instruction at the time of stopping the crankshaft, the three-phase brushless motor rotates the crankshaft forward from the position of the stopping compression stroke.

これにより、前記始動指示の入力に応じて前記4ストロークエンジン本体を始動する場合に、モータの出力トルクが小さくても、前記4ストロークエンジンを始動させやすい位置から前記クランクシャフトの回転を開始することができる。   Thereby, when starting the four-stroke engine body in response to the input of the start instruction, the crankshaft is started to rotate from a position where the four-stroke engine can be easily started even if the output torque of the motor is small. Can.

上述のように始動指示の入力に応じて前記クランクシャフトが回転を開始した場合、前記クランクシャフトの回転速度は、停止状態から徐々に増大する。前記クランクシャフトの正回転を圧縮行程から開始した場合、前記圧縮行程では、前記クランクシャフトの回転速度は低速度である。このように前記クランクシャフトの回転速度が圧縮行程で低速度の場合、前記クランクシャフトは、燃焼室内の気体による圧縮反力を受けにくい。その結果、前記クランクシャフトは、速やかに圧縮行程の高負荷領域の負荷を乗り越えて回転することができる。   As described above, when the crankshaft starts to rotate in response to the input of the start instruction, the rotational speed of the crankshaft gradually increases from the stop state. When the positive rotation of the crankshaft is started from the compression stroke, in the compression stroke, the rotational speed of the crankshaft is low. As described above, when the rotational speed of the crankshaft is a compression stroke at a low speed, the crankshaft is unlikely to receive a compression reaction force by the gas in the combustion chamber. As a result, the crankshaft can rapidly rotate over the load in the high load area of the compression stroke.

特開2003−343404号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-343404 国際公開第WO2015/093576号International Publication No. WO2015 / 093576

本発明者らは、上述の特許文献1,2に示すように4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンの始動性について評価した。その結果、本発明者らは、ある特定の局面では、負荷の変動が大きいことにより、前記エンジンの始動性が低下することを見出した。   The inventors evaluated the startability of the engine in which a high load area and a low load area exist between four strokes as shown in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2. As a result, the present inventors have found that the startability of the engine is reduced due to the large load fluctuation in a specific situation.

本発明は、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンにおいて、始動性の向上が可能な構成を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a configuration capable of improving startability in the engine in which a high load area and a low load area exist during a 4-stroke cycle.

本発明者らは、従来提案されている、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在するエンジンの始動性を評価した。   The present inventors have evaluated the startability of an engine in which a high load area and a low load area exist during a 4-stroke, which has been proposed conventionally.

従来提案されている、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速することにより得られる慣性力を利用することで、前記エンジンの始動性を高めている。そのため、基本的には、前記エンジンの始動性は良好である。   In the engine, which has been proposed conventionally, in which a high load area and a low load area exist between four strokes, the inertia force obtained by accelerating the rotational speed of the crankshaft in the low load area is utilized. The startability of the engine is enhanced. Therefore, basically, the startability of the engine is good.

しかしながら、本発明者らは、検討する中で、ある特定の局面では、前記エンジンの負荷の変動が大きいため、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速することで、逆に、前記エンジンの始動性が低下することを見出した。   However, the inventors of the present invention consider that in certain aspects, the load fluctuation of the engine is large, so by accelerating the rotational speed of the crankshaft in a low load area, conversely, the engine It has been found that the startability of

具体的には、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンにおいて、エンジン温度が極低温であっても、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度は加速する。特に、前記エンジン温度が極低温時では、前記エンジンの負荷がより増加するため、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を高めることによって慣性力を増加させる制御が好ましいと考えられる。   Specifically, in the engine in which the high load area and the low load area exist during the four strokes, the rotational speed of the crankshaft accelerates in the low load area even if the engine temperature is extremely low. In particular, when the temperature of the engine is at a very low temperature, the load on the engine is further increased. Therefore, it is considered preferable to increase the inertia speed by increasing the rotational speed of the crankshaft in a low load region.

しかしながら、前記エンジン温度が極低温時に低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を高めると、温度低下にともなう燃料の蒸気圧低下で噴射燃料の気化(vaporize)が抑制され、かつ前記クランクシャフトの回転速度が高まったことによって、燃料噴射開始から吸気行程完了までの時間が減少する。このため、燃焼室内に流入する燃料量が減少する。   However, if the rotational speed of the crankshaft is increased in a low load region when the engine temperature is at a very low temperature, the vapor pressure of the fuel is reduced due to the temperature decrease to suppress the vaporization of the injected fuel and the rotation of the crankshaft. The increased speed reduces the time from the start of fuel injection to the completion of the intake stroke. As a result, the amount of fuel flowing into the combustion chamber is reduced.

これにより、燃焼に寄与する燃料の総熱発生量が減少するため、燃焼によるトルクが十分に得られず、前記エンジンを始動できない場合がある。しかも、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、燃焼間隔が大きいため、次回の燃焼時にも同様の現象が生じる場合がある。   As a result, the total heat generation amount of the fuel contributing to the combustion is reduced, so that the torque due to the combustion may not be obtained sufficiently, and the engine may not be able to start. Moreover, in the engine in which the high load area and the low load area exist between the four strokes, the same phenomenon may occur at the next combustion because the combustion interval is large.

このように、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、エンジン温度が極低温時に低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速すると、逆に始動性が低下する場合がある。本発明者らは、ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンの始動性を評価する中で、上述の現象を見出した。   As described above, in the engine in which the high load area and the low load area exist during the four strokes, when the rotational speed of the crankshaft is accelerated in the low load area when the engine temperature is extremely low, the startability deteriorates. There is a case. The present inventors have found the above phenomenon in evaluating the startability of the engine where there is a high load area and a low load area during the stroke.

特許文献1及び2に開示されているように、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速することによって得られる慣性力を利用して、始動性を高めている。エンジン温度が極低温時では、前記エンジンの負荷がより増加するため、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度の加速を抑制して慣性力を減少させることは考えにくい。   As disclosed in Patent Documents 1 and 2, in the engine having a high load area and a low load area between four strokes, inertia obtained by accelerating the rotational speed of the crankshaft in the low load area. The power is used to enhance startability. When the engine temperature is at a very low temperature, the load on the engine is further increased, so it is unlikely to reduce the inertia force by suppressing the acceleration of the rotational speed of the crankshaft in the low load region.

しかしながら、永久磁石式スタータモータの場合、回転速度が低いほどトルクを高めることができる。本発明者らは、このような永久磁石式スタータモータの特性を利用することで、4ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域が存在する前記エンジンにおいて、エンジン温度が極低温時に、前記クランクシャフトが停止状態から回転した後、最初の燃焼までの間の低負荷領域で、前記クランクシャフトの回転速度の加速を抑制しても、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができることを見出した。しかも、始動性が低下しないエンジン温度領域では、前記クランクシャフトを停止状態から回転させた後の最初の燃焼までの間の低負荷領域で、前記クランクシャフトの回転速度の加速を促進でき、今までと同様の始動性を確保することができる。   However, in the case of a permanent magnet starter motor, the lower the rotational speed, the higher the torque. The present inventors utilize the characteristics of such a permanent magnet starter motor to produce the crank when the engine temperature is extremely low in the engine in which a high load area and a low load area exist between four strokes. It has been found that the energy from the first combustion can be sufficiently increased even if the acceleration of the rotational speed of the crankshaft is suppressed in the low load region until the first combustion after the shaft rotates from the stationary state. Moreover, in the engine temperature region where the startability does not decrease, acceleration of the rotational speed of the crankshaft can be promoted in the low load region between the stationary state and the first combustion after the crankshaft is rotated. The same startability can be secured.

上述のような検討結果に基づいて、本発明者らは、以下のような構成に想到した。   Based on the examination result as described above, the present inventors considered the following configuration.

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
(1) 本発明の一実施形態に係るエンジンユニットは、
吸気ポート及び排気ポートが設けられた燃焼室と、前記吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記吸気ポートに接続され且つ前記吸気ポートを介して大気中の空気を前記燃焼室内に導く吸気通路と、前記排気ポートに接続される排気通路と、前記吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記燃焼室内の燃料及び空気を含む混合気に点火する点火装置と、前記燃焼室内を往復移動するピストンと、前記ピストンの往復移動に応じて回転するように、前記ピストンに接続されたクランクシャフトとを備え、4ストロークの間に前記クランクシャフトを回転する負荷が大きい高負荷領域と、前記クランクシャフトを回転する負荷が前記高負荷領域の負荷よりも小さい低負荷領域と、を有する4ストロークエンジン本体と、
永久磁石を有し前記クランクシャフトを回転させる永久磁石式スタータモータと、
前記永久磁石式スタータモータ、前記燃料噴射装置及び前記点火装置を制御する制御装置と、
前記4ストロークエンジン本体の温度を検出するエンジン温度検出部と、
前記クランクシャフトの回転角度の位置であるクランク角を検出するクランク角検出部と、を備え、
前記制御装置は、
前記永久磁石式スタータモータを駆動させることによって、前記クランクシャフトを停止状態から回転させ、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間に、前記燃料噴射装置を制御することによって、前記吸気通路内に燃料を噴射し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間で、かつ、前記燃料噴射装置が前記吸気通路内に燃料を噴射してから前記吸気弁が閉じるまでの間に、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて、前記クランクシャフトの回転速度の増加を抑制するように前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記点火装置を用いて前記燃焼室内の混合気に点火することによって、前記4ストロークエンジン本体を始動する。
The present invention adopts the following configuration in order to solve the problems described above.
(1) An engine unit according to an embodiment of the present invention
A combustion chamber provided with an intake port and an exhaust port, an intake valve for opening and closing the intake port, an exhaust valve for opening and closing the exhaust port, air connected to the intake port and air in the atmosphere via the intake port , An exhaust passage connected to the exhaust port, a fuel injection device for injecting fuel into the intake passage, and ignition for igniting a mixture including fuel and air in the combustion chamber Apparatus, a piston reciprocating in the combustion chamber, and a crankshaft connected to the piston so as to rotate according to the reciprocating movement of the piston, a load rotating the crankshaft during four strokes 4 stroke engine having a high load area where the load is large and a low load area where the load that rotates the crankshaft is smaller than the load of the high load area. And down the body,
A permanent magnet starter motor having a permanent magnet and rotating the crankshaft;
A controller for controlling the permanent magnet starter motor, the fuel injection device, and the ignition device;
An engine temperature detection unit that detects the temperature of the four-stroke engine body;
And a crank angle detection unit that detects a crank angle that is a position of a rotation angle of the crankshaft.
The controller is
The crankshaft is rotated from a stopped state by driving the permanent magnet starter motor,
While the crank angle of the crankshaft is in the low load region, fuel is injected into the intake passage by controlling the fuel injection device;
The crank angle of the crankshaft is detected by the engine temperature detection unit between the low load region and between the fuel injection device injecting fuel into the intake passage and the closing of the intake valve. Controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor so as to suppress an increase in rotational speed of the crankshaft based on the temperature of the four-stroke engine main body,
The four-stroke engine body is started by igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber using the igniter while the crank angle of the crankshaft is in the high load region.

以上の構成により、前記エンジンユニットの温度に応じて、永久磁石式スタータモータの回転速度を制御することで、前記クランクシャフトの回転速度を抑制することができる。よって、燃料噴射の時間を長くして、エンジン温度に応じた燃料蒸発の時間を確保することができる。また、前記永久磁石式スタータモータは低回転時のトルクが大きいので、前記エンジンを始動させるための十分なエネルギーを確保できる。したがって、上述の構成により、前記エンジンの始動性を向上できる。   With the above configuration, by controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor according to the temperature of the engine unit, it is possible to suppress the rotational speed of the crankshaft. Therefore, the fuel injection time can be extended to secure the fuel evaporation time according to the engine temperature. Further, since the permanent magnet type starter motor has a large torque at the time of low rotation, it is possible to secure sufficient energy for starting the engine. Therefore, the above-described configuration can improve the startability of the engine.

(2) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記永久磁石式スタータモータの回転速度を前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が第1温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度が、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が前記第1温度よりも高い第2温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度よりも低くなるように、前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御する。   (2) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device is configured to detect the rotational speed of the permanent magnet starter motor by the engine temperature detection unit, and the rotational speed of the crankshaft when the temperature of the four-stroke engine main body is a first temperature is the engine temperature The rotational speed of the permanent magnet starter motor such that the temperature of the four-stroke engine body detected by the detection unit is lower than the rotational speed of the crankshaft when the second temperature is higher than the first temperature. Control.

これにより、エンジン温度が低温の時に、燃料の蒸発の時間が確保されるため、前記エンジンの始動性を向上できる。   Thus, when the temperature of the engine is low, the time for evaporation of the fuel is secured, so the startability of the engine can be improved.

(3) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記燃料噴射装置は、前記吸気弁に向けて燃料を噴射する。このように吸気ポートに近い場所に燃料を噴射することにより、燃料供給の効率を向上させることができる。   (3) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The fuel injection device injects fuel toward the intake valve. By injecting the fuel in the vicinity of the intake port as described above, the efficiency of the fuel supply can be improved.

(4) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて決定された燃料噴射時間に応じて、前記クランクシャフトの回転速度を決定する。   (4) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device determines the rotational speed of the crankshaft according to a fuel injection time determined based on the temperature of the four-stroke engine body detected by the engine temperature detection unit.

これにより、前記エンジン温度に応じた燃料噴射時間の制御を容易に行うことができる。よって、より効率よく前記エンジンの始動制御を行うことができる。   Thereby, control of the fuel injection time according to the said engine temperature can be performed easily. Therefore, the start control of the engine can be performed more efficiently.

(5) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記エンジン温度検出部は、前記4ストロークエンジン本体の冷却液の温度又はオイル通路内のオイルの温度を検出するセンサである。このように、前記エンジンの機能として必要なセンサを共用することで、エンジンユニットの構成を簡易にすることができる。   (5) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The engine temperature detection unit is a sensor that detects the temperature of the coolant in the four-stroke engine body or the temperature of the oil in the oil passage. Thus, the configuration of the engine unit can be simplified by sharing a sensor necessary as a function of the engine.

(6) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記燃料噴射時間内に、エンジン始動に必要な燃料を供給可能な所定時間を超えるまで、前記燃料噴射装置に燃料を噴射させる。これにより、前記エンジンへの燃料の供給量を所定量以上に確保することができ、前記エンジンの始動性を向上できる。   (6) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device causes the fuel injection device to inject the fuel within the fuel injection time until it exceeds a predetermined time that can supply the fuel necessary for starting the engine. As a result, the amount of fuel supplied to the engine can be maintained at a predetermined amount or more, and the startability of the engine can be improved.

(7) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が低いほど、前記燃料噴射時間における前記クランクシャフトの回転速度を低下させるように、前記モータの回転速度を制御する。これにより、低温時における燃料の蒸発の時間を確保することができ、低温時でもエンジンの始動性を向上できる。   (7) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device controls the rotational speed of the motor so as to lower the rotational speed of the crankshaft during the fuel injection time as the temperature of the four-stroke engine main body detected by the engine temperature detection unit decreases. . As a result, the time for fuel evaporation at low temperatures can be secured, and engine startability can be improved even at low temperatures.

(8) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記4ストロークエンジン本体は、前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記燃焼室内の混合気を排出するために前記排気弁を一時的に開く減圧機構をさらに備えている。このように、減圧機構を有する構成では、エンジン始動時の最初の燃焼によって前記クランクシャフトの回転速度を十分に高めることができない可能性がある。これに対し、上述の各構成を適用することにより、最初の燃焼によって、エンジンを始動させるためのエネルギーを確保できるため、エンジンの始動性を向上できる。   (8) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The four-stroke engine body further includes a pressure reducing mechanism that temporarily opens the exhaust valve to exhaust the air-fuel mixture in the combustion chamber while the crank angle of the crankshaft is in the high load region. Thus, in a configuration having a pressure reducing mechanism, the first combustion at engine start may not be able to sufficiently increase the rotational speed of the crankshaft. On the other hand, by applying each of the above-described configurations, energy for starting the engine can be secured by the first combustion, so that the startability of the engine can be improved.

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。本明細書で使用される「及び/又は」は、一つ又は複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。   The terminology used herein is for the purpose of defining particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention by said terminology. As used herein, "and / or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed components.

本明細書において、「含む、備える(including)」「含む、備える(comprising)」または「有する(having)」及びそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、要素、成分、及び/または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/または、それらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。   As used herein, the use of “including,” “including,” “comprising,” or “having,” and variations thereof, may be used to describe any of the described features, steps, elements, components, and / or , Identifying the existence of their equivalents, but may include one or more of steps, operations, elements, components, and / or groups thereof.

本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び/または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。   As used herein, “attached”, “connected”, “coupled”, and / or their equivalents are used in a broad sense, “direct and indirect” attachment, Includes both connections and bonds. Furthermore, "connected" and "coupled" are not limited to physical or mechanical connections or couplings, but can include direct or indirect connections or couplings.

他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。   Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。   Terms defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the related art and the meaning in the context of this disclosure, and unless explicitly defined otherwise herein. It is not to be interpreted in an ideal or overly formal sense.

本発明の説明においては、いくつもの技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。   In the description of the present invention, it is understood that numerous techniques and steps are disclosed. Each of these has distinct benefits and can also be used with one or more, or possibly all, of the other disclosed techniques.

したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。   Thus, for the sake of clarity, the description of the invention refrains from repeating every possible combination of the individual steps unnecessarily. However, the specification and claims should be read with the understanding that all such combinations are within the scope of the present invention.

以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。   In the following description, numerous specific examples are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific examples.

よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。   Thus, the following disclosure should be considered as an illustration of the present invention, and is not intended to limit the present invention to the specific embodiments illustrated by the following drawings or description.

<クランキングの定義>
本明細書において、クランキングとは、エンジンの気筒内での燃焼によらず、エンジンの外から外力を与えて前記クランクシャフトを回転させることをいう。特に、クランキングとは、エンジンの始動時にエンジン始動用のモータを用いてクランクシャフトを回転させることを意味する。なお、クランキングには、エンジンの気筒内で燃焼が発生している際に外力を前記クランクシャフトに与えることも含まれる。
<Definition of cranking>
In the present specification, cranking refers to rotating the crankshaft by applying an external force from the outside of the engine regardless of combustion in a cylinder of the engine. In particular, cranking means that a motor for starting the engine is used to rotate a crankshaft at the time of starting the engine. Cranking also includes applying an external force to the crankshaft when combustion is occurring in a cylinder of the engine.

<高負荷領域の定義>
本明細書において、エンジンの高負荷領域とは、エンジンの運転領域において、圧縮行程で筒内ガスの圧縮に要するトルクが大きい領域を意味する。エンジンの高負荷領域には、圧縮行程を含む。
<Definition of high load area>
In the present specification, the high load range of the engine means a range in which the torque required for compression of the in-cylinder gas in the compression stroke is large in the operating range of the engine. The high load area of the engine includes the compression stroke.

<低負荷領域の定義>
本明細書において、エンジンの低負荷領域とは、エンジンの運転領域において、筒内ガスを圧縮していない領域を意味する。
<Definition of low load area>
In the present specification, the low load region of the engine means a region in which the in-cylinder gas is not compressed in the operating region of the engine.

<4ストロークエンジン本体の温度の定義>
本明細書において、4ストロークエンジン本体の温度とは、エンジンの燃焼室内の温度、または、燃焼室内の温度に関連する温度を検出するエンジン温度検出部によって検出された温度を意味する。燃焼室内の温度に関連する温度とは、燃焼室の温度に応じて変化する、冷却液、4ストロークエンジン本体のシリンダ及びクランクケース本体、燃料温度、インジェクタ温度、吸気ポート温度などの温度を意味する。また、空冷式エンジンの場合などは、オイル通路内のオイルの温度であってもよい。
<Definition of temperature of 4-stroke engine body>
In the present specification, the temperature of the four-stroke engine body means the temperature in the combustion chamber of the engine or the temperature detected by the engine temperature detection unit that detects the temperature related to the temperature in the combustion chamber. The temperature related to the temperature in the combustion chamber means the temperature, such as the coolant, the cylinder and crankcase body of the 4-stroke engine body, the fuel temperature, the injector temperature, the intake port temperature, which changes according to the temperature of the combustion chamber. . In the case of an air-cooled engine or the like, the temperature of the oil in the oil passage may be used.

本発明の一実施形態に係るエンジンユニットによれば、エンジンの始動性を向上できる。   According to the engine unit according to one embodiment of the present invention, the startability of the engine can be improved.

図1は、第1実施形態のエンジンユニットの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the engine unit of the first embodiment. 図2は、エンジン始動時のクランク角とクランキングに必要な必要トルクとの関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a relationship between a crank angle at engine start and a necessary torque necessary for cranking. 図3は、図1のエンジンユニットの始動時において、ECUによる永久磁石式スタータモータの回転速度制御の動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart showing the operation of controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor by the ECU at the time of starting the engine unit of FIG. 図4は、図1のエンジンユニットの始動時におけるエンジン回転速度とクランク角との関係を示す図である。FIG. 4 is a view showing the relationship between the engine rotational speed and the crank angle at the start of the engine unit of FIG. 図5は、図1に示すエンジンユニットの始動時におけるクランクシャフトの動きの一例を説明する図である。FIG. 5 is a view for explaining an example of the movement of the crankshaft at the start of the engine unit shown in FIG. 図6は、図1に示すエンジンユニットの排気弁の開き量とクランク角との関係を模式的に示すグラフである。FIG. 6 is a graph schematically showing the relationship between the opening amount of the exhaust valve of the engine unit shown in FIG. 1 and the crank angle. 図7は、図1のエンジンユニットの始動時において、エンジン温度が高温時及び低温時のそれぞれのエンジン回転速度を示すグラフである。図である。FIG. 7 is a graph showing the engine rotational speeds when the engine temperature is high and low, respectively, when the engine unit of FIG. 1 is started. FIG. 図8Aは、エンジン温度とエンジン始動時におけるクランクシャフトの回転速度との関係の一例を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing an example of the relationship between the engine temperature and the rotational speed of the crankshaft at the time of engine start. 図8Bは、エンジン温度とエンジン始動時におけるクランクシャフトの回転速度との関係の他の例を示すグラフである。FIG. 8B is a graph showing another example of the relationship between the engine temperature and the rotational speed of the crankshaft at the time of engine start. 図9は、エンジンユニットの概略構成と、エンジン温度とエンジン始動時におけるクランクシャフトの回転速度との関係の一例と、エンジン始動時のクランク角と必要トルクとの関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a schematic configuration of an engine unit, an example of a relationship between an engine temperature and a rotational speed of a crankshaft at engine start, and a relationship between a crank angle at engine start and a required torque. 図10は、第2実施形態のエンジンユニットの構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing the configuration of the engine unit of the second embodiment. 図11は、エンジン温度とエンジン始動時におけるクランクシャフトの回転速度との関係において、燃料噴射位置が違う場合を比較した例を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing an example comparing the case where the fuel injection position is different in the relation between the engine temperature and the rotational speed of the crankshaft at the time of engine start.

(第1実施形態)
以下で、実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
First Embodiment
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and the description of the same portions will not be repeated. In addition, the dimension of the structural member in each figure does not faithfully represent the dimension of an actual structural member, the dimensional ratio of each structural member, etc.

<エンジンユニットの構成>
エンジンユニット100の構成について説明する。エンジンユニット100は、車両の一例である自動二輪車に設けられている。図1は、エンジンユニット100の構成を示す概略図である。なお、以下においては、エンジンユニット100が単気筒の4ストロークエンジン本体10(以下、単にエンジン10と表記する)を有する場合について説明する。図1においては、エンジンユニット100の各構成要素を簡略化して示している。本実施形態に係るエンジンユニット100は、1サイクル中に吸入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程が含まれる4ストロークのエンジン10を有するエンジンユニットである。
<Configuration of engine unit>
The configuration of engine unit 100 will be described. Engine unit 100 is provided in a motorcycle, which is an example of a vehicle. FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the engine unit 100. As shown in FIG. In the following, a case where the engine unit 100 has a single-cylinder four-stroke engine main body 10 (hereinafter simply referred to as the engine 10) will be described. In FIG. 1, each component of the engine unit 100 is simplified and shown. The engine unit 100 according to the present embodiment is an engine unit having a four-stroke engine 10 whose intake stroke, compression stroke, expansion stroke and exhaust stroke are included in one cycle.

図1に示すように、エンジンユニット100は、エンジン10、エアクリーナ12、吸気管14a、吸気管14b、排気管16、スロットル装置20、スロットルポジションセンサ(以下、TPSと記載する。)22、圧力センサ24、クランク角センサ26(クランク角検出部)、エンジン温度センサ28(エンジン温度検出部)、永久磁石式スタータモータ30及びエンジン制御装置(制御装置、以下、ECUと記載する。)32、インバータ62、バッテリ64及び始動スイッチ66を備える。まず、エンジン10以外の構成要素について簡単に説明する。   As shown in FIG. 1, the engine unit 100 includes an engine 10, an air cleaner 12, an intake pipe 14a, an intake pipe 14b, an exhaust pipe 16, a throttle device 20, a throttle position sensor (hereinafter referred to as TPS) 22, and a pressure sensor. 24, crank angle sensor 26 (crank angle detection unit), engine temperature sensor 28 (engine temperature detection unit), permanent magnet starter motor 30 and engine control unit (control unit, hereinafter referred to as ECU) 32, inverter 62 , A battery 64 and a start switch 66. First, components other than the engine 10 will be briefly described.

エアクリーナ12は、大気中の空気(エンジン10が搭載されている車両の外部の空気)を吸入し、吸入した空気を浄化する。吸気管14aの一端は、エアクリーナ12に接続される。吸気管14aの他端は、スロットル装置20の後述するスロットルボディ20cに接続される。吸気管14bの一端は、スロットル装置20のスロットルボディ20cに接続される。吸気管14bの他端は、後述するシリンダヘッド34に形成された通路34aに接続される。排気管16の一端は、後述するシリンダヘッド34に形成された通路34bに接続される。本実施形態では、例えば、吸気管14a内の空間、スロットルボディ20c内の空間、吸気管14b内の空間、及び通路34aによって、吸気通路33aが形成される。また、本実施形態では、例えば、通路34b及び排気管16内の空間によって、排気通路33bが形成される。   The air cleaner 12 sucks air in the atmosphere (air outside the vehicle on which the engine 10 is mounted) and purifies the sucked air. One end of the intake pipe 14 a is connected to the air cleaner 12. The other end of the intake pipe 14 a is connected to a throttle body 20 c described later of the throttle device 20. One end of the intake pipe 14 b is connected to the throttle body 20 c of the throttle device 20. The other end of the intake pipe 14b is connected to a passage 34a formed in a cylinder head 34 described later. One end of the exhaust pipe 16 is connected to a passage 34 b formed in a cylinder head 34 described later. In the present embodiment, for example, an intake passage 33a is formed by the space in the intake pipe 14a, the space in the throttle body 20c, the space in the intake pipe 14b, and the passage 34a. Further, in the present embodiment, for example, the exhaust passage 33 b is formed by the passage 34 b and the space in the exhaust pipe 16.

吸気通路33aは、エアクリーナ12によって浄化された大気中の空気を、後述する吸気ポート35aを介してエンジン10の後述する燃焼室36内へ導く。一方、排気通路33bは、後述する排気ポート35bを介して燃焼室36内の気体を大気(車両の外部)へ排出する。   The intake passage 33a guides the air in the atmosphere purified by the air cleaner 12 into a combustion chamber 36 described later of the engine 10 through an intake port 35a described later. On the other hand, the exhaust passage 33b discharges the gas in the combustion chamber 36 to the atmosphere (outside of the vehicle) through an exhaust port 35b described later.

なお、吸気通路33aの構成は、図1に示した構成に限定されず、大気中の空気を後述する燃焼室36内に導くことができる構成であればよい。また、排気通路33bの構成は、図1に示した構成に限定されず、燃焼室36内の気体を大気へ排出することができる構成であればよい。以下の説明において、「上流」及び「下流」とは、エアクリーナ12から吸気通路33a及びエンジン10を介して排気通路33bへと流れる空気の流通方向を基準とした「上流」及び「下流」を意味する。   The configuration of the intake passage 33a is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and may be any configuration as long as air in the atmosphere can be introduced into the combustion chamber 36 described later. Further, the configuration of the exhaust passage 33b is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and may be a configuration capable of discharging the gas in the combustion chamber 36 to the atmosphere. In the following description, "upstream" and "downstream" mean "upstream" and "downstream" based on the flow direction of air flowing from the air cleaner 12 to the exhaust passage 33b through the intake passage 33a and the engine 10. Do.

スロットル装置20は、スロットルバルブ20aと、スロットルバルブ20aを駆動する駆動装置20bと、スロットルボディ20cとを含む。スロットルバルブ20a及び駆動装置20bは、スロットルボディ20cに設けられる。駆動装置20bとしては、例えば、電動モータを用いることができる。   The throttle device 20 includes a throttle valve 20a, a drive device 20b for driving the throttle valve 20a, and a throttle body 20c. The throttle valve 20a and the drive device 20b are provided on the throttle body 20c. For example, an electric motor can be used as the drive device 20b.

スロットルバルブ20aは、駆動装置20bに駆動されることによって、吸気通路33aの開口面積を調整する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ20aが、吸気通路33aの開口面積を調整する調整弁である。駆動装置20bは、後述するように、ECU32によって制御される。   The throttle valve 20a adjusts the opening area of the intake passage 33a by being driven by the drive device 20b. That is, in the present embodiment, the throttle valve 20a is an adjusting valve that adjusts the opening area of the intake passage 33a. The drive device 20 b is controlled by the ECU 32 as described later.

TPS22は、スロットルバルブ20aの位置を、スロットル開度として検出する。TPS22は、検出したスロットル開度を示す信号を、ECU32へ出力する。   The TPS 22 detects the position of the throttle valve 20 a as the throttle opening degree. The TPS 22 outputs a signal indicating the detected throttle opening degree to the ECU 32.

圧力センサ24は、吸気通路33a内においてスロットルバルブ20aよりも下流の部分の圧力(吸気圧力)を検出する。すなわち、圧力センサ24は、吸気通路33a内におけるスロットルバルブ20aと後述する燃焼室36との間の部分の圧力を検出する。なお、以下において、吸気圧力とは、吸気通路33a内におけるスロットルバルブ20aと燃焼室36との間の部分の圧力を意味する。圧力センサ24は、検出した圧力に関する信号を、ECU32へ出力する。本実施形態では、圧力センサ24が圧力検出部である。   The pressure sensor 24 detects the pressure (intake pressure) of a portion downstream of the throttle valve 20a in the intake passage 33a. That is, the pressure sensor 24 detects the pressure in a portion of the intake passage 33a between the throttle valve 20a and the combustion chamber 36 described later. In the following, the intake pressure means the pressure in a portion of the intake passage 33a between the throttle valve 20a and the combustion chamber 36. The pressure sensor 24 outputs a signal related to the detected pressure to the ECU 32. In the present embodiment, the pressure sensor 24 is a pressure detection unit.

クランク角センサ26は、エンジン10の後述する前記クランクシャフト46の回転位置(以下、クランク角という。)を検出する。クランク角センサ26は、検出したクランク角を示す信号(クランクパルス信号)を、ECU32へ出力する。   The crank angle sensor 26 detects a rotational position (hereinafter referred to as a crank angle) of the crankshaft 46 described later of the engine 10. The crank angle sensor 26 outputs a signal (crank pulse signal) indicating the detected crank angle to the ECU 32.

また、前記ECU32は、前記クランク角センサ26から出力された信号に基づいて、エンジン10の後述する点火プラグ56によって燃焼室36内の混合気に点火する。   Further, the ECU 32 ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 36 by an ignition plug 56 described later of the engine 10 based on the signal output from the crank angle sensor 26.

上述のECU32の構成及び動作は、従来と同様であるため、ECU32の構成及び動作に関する詳しい説明を省略する。   The configuration and operation of the above-described ECU 32 are the same as those in the related art, and thus detailed description of the configuration and operation of the ECU 32 is omitted.

前記ECU32は、エンジン始動時の動作制御を行う。具体的には、前記ECU32は、回転速度算出部70、クランク角判定部71、燃料噴射時間判定部72、モータ制御部73、燃料噴射制御部74、点火制御部75及びメモリ76を有する。   The ECU 32 performs operation control at engine start. Specifically, the ECU 32 has a rotational speed calculation unit 70, a crank angle determination unit 71, a fuel injection time determination unit 72, a motor control unit 73, a fuel injection control unit 74, an ignition control unit 75, and a memory 76.

回転速度算出部70は、クランク角センサ26から出力されたクランクパルス信号に基づいて、エンジン10の回転速度、すなわち、前記クランクシャフト46の回転速度を算出する。回転速度算出部70で算出された前記クランクシャフト46の回転速度は、モータ制御部73に入力され、永久磁石式スタータモータ30のフィードバック制御に用いられる。   The rotational speed calculator 70 calculates the rotational speed of the engine 10, that is, the rotational speed of the crankshaft 46 based on the crank pulse signal output from the crank angle sensor 26. The rotational speed of the crankshaft 46 calculated by the rotational speed calculation unit 70 is input to the motor control unit 73, and is used for feedback control of the permanent magnet starter motor 30.

クランク角判定部71は、クランク角センサ26から出力されたクランクパルス信号に基づいて得られるクランク角が、所定角度よりも大きいかどうかを判定するとともに、前記クランク角が燃料噴射を開始する規定角度よりも大きいかどうかを判定する。前記クランク角判定部71による判定結果は、前記モータ制御部73に入力され、前記永久磁石式スタータモータ30の駆動制御に用いられる。また、前記クランク角判定部71による判定結果は、前記燃料噴射制御部74に入力され、エンジン10の後述する前記燃料噴射装置54の駆動制御に用いられる。なお、前記所定角度は、前記規定角度よりも小さい角度である。   The crank angle determination unit 71 determines whether the crank angle obtained based on the crank pulse signal output from the crank angle sensor 26 is larger than a predetermined angle, and at the same time, the specified angle at which the crank angle starts fuel injection Determine if it is greater than. The determination result by the crank angle determination unit 71 is input to the motor control unit 73 and used for drive control of the permanent magnet starter motor 30. Further, the determination result by the crank angle determination unit 71 is input to the fuel injection control unit 74 and is used for drive control of the fuel injection device 54 described later of the engine 10. The predetermined angle is an angle smaller than the specified angle.

前記燃料噴射時間判定部72は、エンジン温度センサ28から出力されるエンジン温度情報に基づいて、メモリ76に予め記憶されている噴射時間データから、エンジン温度に応じた燃料噴射時間を求める。また、燃料噴射時間判定部72は、燃料噴射装置54から燃料を噴射している際に、燃料噴射の積算時間(積算燃料噴射時間)を算出して、算出された積算燃料噴射時間が既定値(所定時間)よりも長いかどうかを判定する。   The fuel injection time determination unit 72 obtains a fuel injection time according to the engine temperature from the injection time data stored in advance in the memory 76 based on the engine temperature information output from the engine temperature sensor 28. The fuel injection time determination unit 72 calculates the integrated time of fuel injection (integrated fuel injection time) when injecting fuel from the fuel injection device 54, and the calculated integrated fuel injection time is a predetermined value It is determined whether it is longer than (predetermined time).

なお、エンジン温度センサ28は、一例として、エンジン10の冷却液の温度を計測するセンサである。前記エンジン温度センサ28は、燃焼室36内の温度を直接計測してもよいし、エンジン10のシリンダ40、クランクケース44などの温度を計測してもよい。すなわち、エンジン温度センサ28は、エンジン10の燃焼室36に関連する温度を計測可能であれば、どのような位置に設けられていてもよい。   In addition, the engine temperature sensor 28 is a sensor which measures the temperature of the cooling fluid of the engine 10 as an example. The engine temperature sensor 28 may measure the temperature in the combustion chamber 36 directly, or may measure the temperature of the cylinder 40 of the engine 10, the crankcase 44, and the like. That is, the engine temperature sensor 28 may be provided at any position as long as the temperature associated with the combustion chamber 36 of the engine 10 can be measured.

モータ制御部73は、エンジン始動時に、回転速度算出部70から出力される前記クランクシャフト46の回転速度と、前記クランク角判定部71から出力される判定結果とに基づいて、永久磁石式スタータモータ30の駆動を制御する。具体的には、前記モータ制御部73は、クランク角判定部71から出力される判定結果に応じて、前記永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御を行うとともに、前記クランクシャフト46の回転速度を用いて、前記永久磁石式スタータモータ30のフィードバック制御を行う。   The motor control unit 73 is a permanent magnet starter motor based on the rotational speed of the crankshaft 46 output from the rotational speed calculation unit 70 and the determination result output from the crank angle determination unit 71 at engine start-up. Control 30 drives. Specifically, the motor control unit 73 controls the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 according to the determination result output from the crank angle determination unit 71, and also determines the rotational speed of the crankshaft 46. The feedback control of the permanent magnet starter motor 30 is performed using this.

前記燃料噴射制御部74は、前記クランク角判定部71によって、クランク角が燃料噴射を開始する規定角度よりも大きいと判定された場合に、燃料噴射装置54に燃料を噴射させる。一方、前記燃料噴射制御部74は、前記燃料噴射時間判定部72によって前記積算燃料噴射時間が前記既定値よりも長いと判定された場合には、燃料噴射装置54による燃料噴射を停止する。   The fuel injection control unit 74 causes the fuel injection device 54 to inject fuel when the crank angle determination unit 71 determines that the crank angle is larger than a specified angle at which fuel injection is started. On the other hand, the fuel injection control unit 74 stops the fuel injection by the fuel injection device 54 when the fuel injection time determination unit 72 determines that the integrated fuel injection time is longer than the predetermined value.

前記点火制御部75は、前記クランク角センサ26から出力されたクランクパルス信号に基づいて得られるクランク角が、前記点火プラグ56の点火タイミングに達した際に、前記点火プラグ56に点火させる。   The ignition control unit 75 causes the spark plug 56 to ignite when the crank angle obtained based on the crank pulse signal output from the crank angle sensor 26 reaches the ignition timing of the spark plug 56.

永久磁石式スタータモータ30は、前記クランクシャフト46をクランキングさせてエンジン10を始動させるモータである。本実施形態では、永久磁石式スタータモータ30は、DCブラシレスモータである。永久磁石式スタータモータ30は、回転速度が低いほどトルクが高いという特徴を有する。   The permanent magnet starter motor 30 is a motor that starts the engine 10 by cranking the crankshaft 46. In the present embodiment, the permanent magnet starter motor 30 is a DC brushless motor. The permanent magnet starter motor 30 has a feature that the lower the rotational speed, the higher the torque.

なお、前記DCブラシレスモータとしては、ホールセンサによって電気角を検出するタイプのDCブラシレスモータ、及びクランクパルスによって機械角を検出するタイプのDCブラシレスモータを用いることも可能である。   As the DC brushless motor, it is also possible to use a DC brushless motor of a type in which an electrical angle is detected by a Hall sensor, and a DC brushless motor of a type in which a mechanical angle is detected by a crank pulse.

前記永久磁石式スタータモータ30の出力軸は、前記エンジン10のクランクシャフト46に対し、前記クランクシャフト46を回転させるように接続されている。本実施形態では、前記永久磁石式スタータモータ30の出力軸が、前記クランクシャフト46に動力伝達機構(例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機など)を介さずに接続されている。ただし、前記永久磁石式スタータモータ30は、エンジン10の前記クランクシャフト46に対して、前記クランクシャフト46を正回転可能に接続されていればよい。したがって、前記永久磁石式スタータモータ30が前記クランクシャフト46に動力伝達機構を介して接続されていてもよい。なお、永久磁石式スタータモータ30の回転軸線と、前記クランクシャフト46の回転軸線とは、略一致していることが好ましい。   An output shaft of the permanent magnet starter motor 30 is connected to a crankshaft 46 of the engine 10 so as to rotate the crankshaft 46. In this embodiment, the output shaft of the permanent magnet starter motor 30 is connected to the crankshaft 46 without a power transmission mechanism (for example, a belt, a chain, a gear, a reduction gear, a speed increasing gear, etc.). . However, the permanent magnet type starter motor 30 may be connected to the crankshaft 46 of the engine 10 so that the crankshaft 46 can rotate in the positive direction. Therefore, the permanent magnet starter motor 30 may be connected to the crankshaft 46 via a power transmission mechanism. Preferably, the rotation axis of the permanent magnet starter motor 30 and the rotation axis of the crankshaft 46 substantially coincide with each other.

インバータ62は、バッテリ64から前記永久磁石式スタータモータ30に供給する電流を制御することによって、前記永久磁石式スタータモータ30の回転速度を制御する。インバータ62は、前記ECU32のモータ制御部73によって制御される。   The inverter 62 controls the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 by controlling the current supplied from the battery 64 to the permanent magnet starter motor 30. The inverter 62 is controlled by a motor control unit 73 of the ECU 32.

バッテリ64は、前記インバータ62を介して、永久磁石式スタータモータ30に電力を供給する。   The battery 64 supplies power to the permanent magnet starter motor 30 via the inverter 62.

始動スイッチ66は、前記エンジン10の始動の際、運転者の操作に応じて、又は、後述のアイドルストップシステムにおいてエンジン始動の条件を満たした場合に、オン信号を出力する。始動スイッチ66からオン信号が出力されると、前記ECU32が、前記エンジン10を始動させるために、前記永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御を開始する。   The start switch 66 outputs an on signal when starting the engine 10, according to the operation of the driver, or when an engine start condition is satisfied in an idle stop system described later. When an on signal is output from the start switch 66, the ECU 32 starts control of the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 in order to start the engine 10.

次に、前記エンジン10の構成について説明する。なお、前記エンジン10の構成としては、公知の種々のエンジンの構成を採用できるので、各構成要素の詳細な説明は省略する。   Next, the configuration of the engine 10 will be described. In addition, since the structure of a well-known various engine can be employ | adopted as a structure of the said engine 10, detailed description of each component is abbreviate | omitted.

前記エンジン10は、シリンダヘッド34、シリンダ40、ピストン42、クランクケース44、クランクシャフト46、コンロッド48、吸気弁50、排気弁52、燃料噴射装置54及び点火プラグ56(点火装置)を備える。   The engine 10 includes a cylinder head 34, a cylinder 40, a piston 42, a crankcase 44, a crankshaft 46, a connecting rod 48, an intake valve 50, an exhaust valve 52, a fuel injection device 54 and an ignition plug 56 (ignition device).

前記ピストン42は、前記シリンダ40内を、往復運動可能である。前記クランクシャフト46は、前記クランクケース44内で、回転運動可能である。前記ピストン42と前記クランクシャフト46とは、前記コンロッド48によって連結されている。ピストン42の往復運動は、前記コンロッド48を介して前記クランクシャフト46に伝達される。これにより、前記クランクシャフト46が回転運動する。   The piston 42 can reciprocate in the cylinder 40. The crankshaft 46 is capable of rotational movement within the crankcase 44. The piston 42 and the crankshaft 46 are connected by the connecting rod 48. The reciprocating motion of the piston 42 is transmitted to the crankshaft 46 via the connecting rod 48. Thereby, the crankshaft 46 rotates.

前記エンジン10において、前記シリンダヘッド34、前記シリンダ40及び前記ピストン42によって、燃焼室36が形成される。前記燃焼室36には、吸気ポート35a及び排気ポート35bが設けられている。シリンダヘッド34には、吸気ポート35aに接続される通路34a及び排気ポート35bに接続される通路34bが形成されている。本実施形態では、前記通路34aによって、吸気管14bと燃焼室36とが接続されている。また、通路34bによって、前記燃焼室36と排気管16とが接続されている。   In the engine 10, a combustion chamber 36 is formed by the cylinder head 34, the cylinder 40 and the piston 42. An intake port 35a and an exhaust port 35b are provided in the combustion chamber 36. In the cylinder head 34, a passage 34a connected to the intake port 35a and a passage 34b connected to the exhaust port 35b are formed. In the present embodiment, the intake pipe 14b and the combustion chamber 36 are connected by the passage 34a. Further, the combustion chamber 36 and the exhaust pipe 16 are connected by the passage 34b.

前記吸気弁50は、吸気ポート35aを開閉する。排気弁52は、排気ポート35bを開閉する。前記吸気弁50は、図示しない公知の動弁機構によって駆動される。同様に、排気弁52は、図示しない動弁機構によって駆動される。   The intake valve 50 opens and closes the intake port 35a. The exhaust valve 52 opens and closes the exhaust port 35b. The intake valve 50 is driven by a known valve mechanism not shown. Similarly, the exhaust valve 52 is driven by a valve mechanism (not shown).

1サイクル中において、前記吸気弁50は、排気弁52が閉じる前に開き、かつ、排気弁52が開く前に閉じる。言い換えると、少なくとも低負荷運転領域では、排気行程の終了前に、吸入行程が開始される。   In one cycle, the intake valve 50 opens before the exhaust valve 52 closes and closes before the exhaust valve 52 opens. In other words, at least in the low load operation region, the suction stroke is started before the end of the exhaust stroke.

具体的には、前記吸気弁50は、クランク角が例えば344度〜576度で開状態である。なお、前記吸気弁50が開状態のクランク角は、上記に限定されるものではなく、最小で360度〜540度、最大で326度〜610度の間、開状態であってもよい。   Specifically, the intake valve 50 is opened at a crank angle of, for example, 344 degrees to 576 degrees. The crank angle in which the intake valve 50 is in the open state is not limited to the above, and may be in the open state at a minimum of 360 degrees to 540 degrees and at a maximum of 326 degrees to 610 degrees.

また、前記排気弁52は、少なくとも排気行程で開状態である。具体的には、前記排気弁52は、クランク角が例えば64度から378度で開状態である。なお、排気弁52が開状態のクランク角は、上記に限定されるものではなく、最小で180度〜360度、最大で70度〜390度の間、開状態であってもよい。   Further, the exhaust valve 52 is open at least in the exhaust stroke. Specifically, the exhaust valve 52 is opened at a crank angle of, for example, 64 degrees to 378 degrees. The crank angle in which the exhaust valve 52 is open is not limited to the above, and may be open at a minimum of 180 degrees to 360 degrees, and at a maximum of 70 degrees to 390 degrees.

前記燃料噴射装置54は、吸気通路33a内に燃料を噴射する。本実施形態では、燃料噴射装置54は、吸気弁50に向けて燃料を噴射する。吸気通路33a内に供給された燃料は、空気とともに、混合気として前記燃焼室36へ送られる。点火プラグ56は、前記燃焼室36内の混合気に点火する。   The fuel injection device 54 injects fuel into the intake passage 33a. In the present embodiment, the fuel injection device 54 injects fuel toward the intake valve 50. The fuel supplied into the intake passage 33a is sent to the combustion chamber 36 as an air-fuel mixture together with air. The spark plug 56 ignites the mixture in the combustion chamber 36.

前記燃料噴射装置54及び点火プラグ56は、前記ECU32の制御によって、エンジン10の1サイクル中の各行程に応じて適宜のタイミングで燃料噴射及び点火を行う。   The fuel injection device 54 and the spark plug 56 perform fuel injection and ignition at appropriate timing according to each stroke in one cycle of the engine 10 under the control of the ECU 32.

また、前記排気弁52を駆動させる図示しないカムシャフトの近傍には、減圧機構58が設けられている。前記減圧機構58は、エンジンの圧縮工程において、シリンダ内の空気の圧縮に伴う前記クランクシャフト46の回転の抵抗増加を低減する。すなわち、前記減圧機構58は、エンジンの始動時の圧縮工程においてシリンダ内の圧力を低減させるために所定のタイミングで排気弁52を開く機構である。   Further, a pressure reducing mechanism 58 is provided in the vicinity of a cam shaft (not shown) for driving the exhaust valve 52. The pressure reducing mechanism 58 reduces the increase in resistance to the rotation of the crankshaft 46 caused by the compression of the air in the cylinder in the compression process of the engine. That is, the pressure reducing mechanism 58 is a mechanism that opens the exhaust valve 52 at a predetermined timing in order to reduce the pressure in the cylinder in the compression process at the start of the engine.

<エンジンユニットの始動動作>
まず、エンジン始動時にクランキングに必要なトルクについて説明する。図2は、エンジン始動時のクランク角とクランキングに必要な必要トルクとの関係を示す説明図である。
<Starting operation of engine unit>
First, the torque required for cranking when the engine is started will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing a relationship between a crank angle at engine start and a necessary torque necessary for cranking.

前記エンジンユニット100の前記エンジン10は、4ストロークの間に、前記クランクシャフト46を回転させる負荷が大きい高負荷領域THと、前記クランクシャフト46を回転させる負荷が高負荷領域THの負荷よりも小さい低負荷領域TLとを有する。前記クランクシャフト46のクランク角において、低負荷領域TLは高負荷領域THと同等かそれよりも広い。より詳細には、低負荷領域TLは高負荷領域THよりも広い。言い換えると、低負荷領域TLに相当する回転角度領域は、高負荷領域THに相当する回転角度領域よりも広い。   The engine 10 of the engine unit 100 has a high load area TH where the load for rotating the crankshaft 46 is large and a load for rotating the crankshaft 46 is smaller than the load of the high load area TH during four strokes. And a low load region TL. At the crank angle of the crankshaft 46, the low load area TL is equal to or larger than the high load area TH. More specifically, the low load area TL is wider than the high load area TH. In other words, the rotation angle area corresponding to the low load area TL is wider than the rotation angle area corresponding to the high load area TH.

より詳細には、前記エンジン10は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の4行程を繰り返す。図2に示すように、圧縮行程は、高負荷領域THに含まれるが、低負荷領域TLには含まれない。本実施形態のエンジン10において、高負荷領域THは、圧縮行程と略重なる領域であり、低負荷領域TLは、吸気行程、膨張行程、及び排気行程と略重なる領域である。ただし、高負荷領域TH及び低負荷領域TLのそれぞれの境界は、上記の各行程の境界と一致している必要はない。   More specifically, the engine 10 repeats four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. As shown in FIG. 2, the compression stroke is included in the high load area TH but not included in the low load area TL. In the engine 10 of the present embodiment, the high load area TH is an area substantially overlapping with the compression stroke, and the low load area TL is an area substantially overlapping with the intake stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke. However, the boundaries between the high load region TH and the low load region TL do not have to coincide with the boundaries of the above-described respective strokes.

なお、前記圧縮行程では、燃焼室36内の混合気がピストン42によって圧縮されるため、圧縮による反力が生じる。よって、前記圧縮行程では、クランキングに必要なトルクが、他の行程に比べて大きい。前記圧縮行程で減圧機構58を作動させることにより、燃焼室36内の圧力を低下させることができる。   In the compression stroke, since the air-fuel mixture in the combustion chamber 36 is compressed by the piston 42, a reaction force is generated by the compression. Therefore, in the compression stroke, the torque required for cranking is larger than in the other strokes. By operating the pressure reducing mechanism 58 in the compression stroke, the pressure in the combustion chamber 36 can be reduced.

なお、前記減圧機構58は、クランク角が概ね630度前後において、排気弁52を開くように動作する。減圧機構58により排気弁52が開いている期間は、圧縮行程の短い期間である。また、図6に示すように、前記減圧機構58によって排気弁52が開くタイミングは、吸気弁50が閉じる直前または吸気弁50が閉じた後である。前記減圧機構58によって排気弁52が開くタイミングは、図6に示すように、圧縮行程内で調整可能である。また、前記減圧機構58の作動期間における排気弁52のバルブリフト量は、吸気弁50のバルブリフト量に比べて小さい。前記バルブリフト量は、バルブがバルブシートから離れて軸方向に動いた距離である。   The pressure reducing mechanism 58 operates to open the exhaust valve 52 at a crank angle of approximately 630 degrees. The period during which the exhaust valve 52 is opened by the pressure reducing mechanism 58 is a short period of the compression stroke. Further, as shown in FIG. 6, the timing at which the exhaust valve 52 is opened by the pressure reducing mechanism 58 is immediately before the intake valve 50 is closed or after the intake valve 50 is closed. The timing at which the exhaust valve 52 is opened by the pressure reducing mechanism 58 can be adjusted within the compression stroke, as shown in FIG. Further, the valve lift amount of the exhaust valve 52 during the operation period of the pressure reducing mechanism 58 is smaller than the valve lift amount of the intake valve 50. The valve lift amount is the distance the valve moved axially away from the valve seat.

次に、前記エンジンユニット100の始動動作について説明する。本実施形態では、前記エンジン10の始動時には、前記スタータモータ30によるクランキングが行われる。前記エンジン10の始動には、エンジン温度がエンジン10の動作時の温度よりも低い状態から前記エンジン10が始動する場合、及び、アイドルストップシステムにおけるエンジン停止状態からの再始動も含まれる。なお、アイドルストップシステムは、従来と同様の構成を有するため、アイドルストップシステムに関する詳しい説明及び図示を省略する。   Next, the starting operation of the engine unit 100 will be described. In the present embodiment, when the engine 10 is started, cranking by the starter motor 30 is performed. The start of the engine 10 includes the case where the engine 10 starts from a state where the engine temperature is lower than the temperature at the time of operation of the engine 10, and restart from the engine stop state in the idle stop system. In addition, since the idle stop system has the same structure as the conventional one, detailed description and illustration regarding the idle stop system are omitted.

図3は、前記エンジンユニット100の始動時において、前記ECU32による永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御の動作を示すフローチャートである。図4は、前記エンジンユニット100の始動時におけるエンジン回転速度とクランク角との関係を示す図である。図5は、前記エンジンユニット100の始動時における前記クランクシャフト46の動きの一例を説明する図である。   FIG. 3 is a flowchart showing an operation of controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 by the ECU 32 at the start of the engine unit 100. FIG. 4 is a view showing the relationship between the engine rotational speed and the crank angle at the start of the engine unit 100. As shown in FIG. FIG. 5 is a view for explaining an example of the movement of the crankshaft 46 when the engine unit 100 is started.

まず、ECU32は、始動スイッチ66がオンになり、起動要求フラグが立つ(ステップS1)と、モータ制御部73によって、永久磁石式スタータモータ30を回転駆動させる。   First, when the start switch 66 is turned on and the start request flag is set (step S1), the ECU 32 causes the motor control unit 73 to rotationally drive the permanent magnet starter motor 30.

エンジン10は、ECU32の燃焼停止指示によって、燃焼を停止する。前記クランクシャフト46は、エンジン10における燃焼の停止後、慣性力によって回転する。前記慣性力がエンジン10の圧縮行程における圧縮反力よりも小さくなると、前記クランクシャフト46は、前記圧縮反力によって、逆回転して停止する。このため、前記クランクシャフト46の停止位置は、図5に示すように、圧縮行程の前の行程である吸気行程のクランク角P0で停止している場合が多い。   The engine 10 stops the combustion according to the combustion stop instruction of the ECU 32. The crankshaft 46 is rotated by inertia force after the combustion in the engine 10 is stopped. When the inertial force becomes smaller than the compression reaction force in the compression stroke of the engine 10, the crankshaft 46 is reversely rotated and stopped by the compression reaction force. Therefore, as shown in FIG. 5, the stop position of the crankshaft 46 is often stopped at a crank angle P0 of an intake stroke which is a stroke before a compression stroke.

ECU32は、前記クランク角センサ26から出力された信号に基づいて、クランク角及びエンジン10の回転速度の情報を入手する。前記ECU32のモータ制御部73は、前記クランクシャフト46のクランク角が規定位置となっていない場合は、図4及び図5に破線で示すように前記、永久磁石式スタータモータ30を逆回転させる。前記永久磁石式スタータモータ30の逆回転は、クランク角が膨張行程内の規定位置P1となるまで継続される。   The ECU 32 obtains information on the crank angle and the rotational speed of the engine 10 based on the signal output from the crank angle sensor 26. When the crank angle of the crankshaft 46 is not at the specified position, the motor control unit 73 of the ECU 32 reversely rotates the permanent magnet starter motor 30 as shown by a broken line in FIGS. 4 and 5. The reverse rotation of the permanent magnet starter motor 30 is continued until the crank angle reaches the defined position P1 in the expansion stroke.

続いて、前記ECU32のクランク角判定部71は、前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度よりも大きいか否かについて判断する(ステップS2)。前記所定角度は、燃料噴射するクランク角(規定角度)よりも小さい角度である。   Subsequently, the crank angle determination unit 71 of the ECU 32 determines whether the crank angle of the crankshaft 46 is larger than a predetermined angle (step S2). The predetermined angle is an angle smaller than a crank angle (prescribed angle) at which fuel is injected.

前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度よりも大きい場合(ステップS2においてYESの場合)には、ECU32のモータ制御部73は、前記クランクシャフト46の回転速度が目標回転速度Aとなるように、永久磁石式スタータモータ30を駆動制御する(ステップS3)。永久磁石式スタータモータ30の回転速度の制御は、デューティ比を用いたトルク制御でもよいし、永久磁石式スタータモータ30の回転速度を検出してフィードバック制御する速度制御でもよい。   When the crank angle of the crankshaft 46 is larger than the predetermined angle (YES in step S2), the motor control unit 73 of the ECU 32 causes the rotational speed of the crankshaft 46 to be the target rotational speed A, The drive control of the permanent magnet type starter motor 30 is performed (step S3). The control of the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 may be torque control using a duty ratio, or may be speed control in which the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 is detected and feedback control is performed.

目標回転速度Aは、後述するように前記エンジン温度センサ28により計測されたエンジン温度から導かれる燃料噴射時間を確保できる速度を上限とし、かつ、高負荷領域THにおける最大負荷を乗り越えることができる速度を下限とする。   The target rotational speed A has, as an upper limit, a speed capable of securing a fuel injection time derived from the engine temperature measured by the engine temperature sensor 28 as described later, and a speed capable of overcoming the maximum load in the high load area TH. Is the lower limit.

前記クランクシャフト46の回転速度が小さい場合は、高負荷領域THにおいて、気化した燃料を圧縮することができず、エンジン10が停止する。   When the rotational speed of the crankshaft 46 is low, the vaporized fuel can not be compressed in the high load region TH, and the engine 10 is stopped.

一方、前記クランクシャフト46の回転速度が大きい場合は、噴射された燃料が蒸発する時間を十分に確保できない場合がある。この場合には、前記エンジン10の燃焼室36内の燃料濃度が不足するため、前記エンジン10の回転速度の上昇不良及び失火等につながる可能性がある。   On the other hand, when the rotational speed of the crankshaft 46 is large, the time for the injected fuel to evaporate may not be sufficiently secured. In this case, the concentration of fuel in the combustion chamber 36 of the engine 10 is insufficient, which may lead to an increase in the rotational speed of the engine 10 and a misfire.

すなわち、クランキング時における前記クランクシャフト46の回転速度が極端に大きくなると、燃料噴射時間FI(図4参照)の経過後、吸気通路33aの通路34a内において燃料の蒸発が十分に行われなくなる。この結果、燃焼室36内の空燃比が適正な値にならない場合がある。   That is, when the rotational speed of the crankshaft 46 at the time of cranking becomes extremely large, evaporation of fuel is not sufficiently performed in the passage 34a of the intake passage 33a after the fuel injection time FI (see FIG. 4) has elapsed. As a result, the air-fuel ratio in the combustion chamber 36 may not be an appropriate value.

前記クランクシャフト46の目標回転速度Aは、上述のような現象を考慮し、上記の上限及び下限の範囲内において決定される。目標回転速度Aは、後述するように、エンジン10の温度に基づいて求められる。   The target rotational speed A of the crankshaft 46 is determined within the range of the upper limit and the lower limit in consideration of the phenomenon as described above. The target rotational speed A is obtained based on the temperature of the engine 10 as described later.

前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度以下の場合(ステップS2においてNOの場合)には、前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度よりも大きくなるまで、クランク角判定部71は、ステップS2の判定を繰り返す。   If the crank angle of the crankshaft 46 is equal to or less than the predetermined angle (NO in step S2), the crank angle determination unit 71 proceeds to step S2 until the crank angle of the crankshaft 46 becomes larger than the predetermined angle. Repeat the determination.

前記永久磁石式スタータモータ30が目標回転速度Aで駆動制御された後、前記クランク角判定部71は、前記クランクシャフト46のクランク角が、燃料噴射開始の規定角度よりも大きいかどうかを判定する(ステップS4)。前記クランクシャフト46のクランク角が燃料噴射開始の規定角度よりも大きい場合(ステップS4においてYESの場合)、前記ECU32の燃料噴射制御部74は、燃料噴射装置54から燃料を噴射させる(ステップS5)。一方、前記クランクシャフト46のクランク角が燃料噴射開始の規定角度以下の場合(ステップS4においてNOの場合)には、前記クランクシャフト46のクランク角が燃料噴射開始の規定角度よりも大きくなるまで、ステップS4の判定を繰り返し行う。   After the permanent magnet starter motor 30 is driven and controlled at the target rotational speed A, the crank angle determination unit 71 determines whether the crank angle of the crankshaft 46 is larger than a specified angle for starting fuel injection. (Step S4). If the crank angle of the crankshaft 46 is larger than the specified angle for starting fuel injection (YES in step S4), the fuel injection control unit 74 of the ECU 32 causes the fuel injection device 54 to inject fuel (step S5). . On the other hand, when the crank angle of the crankshaft 46 is less than or equal to the specified angle for starting fuel injection (in the case of NO in step S4), the crank angle of the crankshaft 46 becomes larger than the specified angle for starting fuel injection; The determination in step S4 is repeated.

本実施形態では、燃料噴射装置54による燃料噴射開始の規定角度は、例えば300°である。しかしながら、前記燃料噴射開始の規定角度は、300°以外であってもよい。燃料噴射の時間は、上述したように、燃料噴射時間判定部72によって、エンジン温度を基準として予め決められた噴射時間データに基づいて決定される。噴射時間データは、前記ECU32のメモリ76に格納されている。なお、燃料噴射は、最長でも、燃料噴射を開始してから前記吸気弁50が閉じるまで(図4に示すFIの期間内)に終了させる必要がある。   In the present embodiment, the prescribed angle of fuel injection start by the fuel injection device 54 is, for example, 300 °. However, the prescribed angle of the fuel injection start may be other than 300 °. As described above, the fuel injection time is determined by the fuel injection time determination unit 72 based on the injection time data previously determined based on the engine temperature. The injection time data is stored in the memory 76 of the ECU 32. In addition, it is necessary to finish fuel injection from the start of fuel injection to the closing of the intake valve 50 (within the period of FI shown in FIG. 4) at the longest.

前記燃料噴射装置54によって燃料噴射を開始した後、前記ECU32の燃料噴射時間判定部72は、燃料噴射の積算時間である積算燃料噴射時間が燃料噴射時間の既定値(所定時間)よりも大きいかどうかを判定する(ステップS6)。前記積算燃料噴射時間が前記既定値よりも大きいと判定された場合(ステップS6においてYESの場合)には、前記燃料噴射装置54による燃料の噴射を停止する(ステップS7)。その後、ステップS3において目標回転速度をAに設定した回転速度制御を解除し(ステップS8)、エンジン始動時における回転速度制御のフローを終了する(終了)。なお、前記既定値は、噴射時間データを用いてエンジン温度に応じて決定される。   After the fuel injection by the fuel injection device 54 is started, the fuel injection time determination unit 72 of the ECU 32 determines whether the integrated fuel injection time which is the integration time of the fuel injection is larger than the predetermined value (predetermined time) of the fuel injection time It is determined whether or not (step S6). If it is determined that the integrated fuel injection time is longer than the predetermined value (YES in step S6), the fuel injection by the fuel injection device 54 is stopped (step S7). Thereafter, the rotational speed control in which the target rotational speed is set to A in step S3 is canceled (step S8), and the flow of the rotational speed control at the time of engine start is ended (end). The predetermined value is determined according to the engine temperature using the injection time data.

一方、前記積算燃料噴射時間が前記既定値以下と判定された場合(ステップS6においてNOの場合)には、前記積算燃料噴射時間が前記既定値よりも大きくなるまで、前記燃料噴射装置54による燃料噴射を継続する。   On the other hand, when it is determined that the integrated fuel injection time is equal to or less than the predetermined value (in the case of NO in step S6), the fuel by the fuel injection device 54 is until the integrated fuel injection time becomes larger than the predetermined value. Continue the injection.

上述の前記ECU32による永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御の後、前記吸気弁50が閉じると、その後に続く圧縮行程において、燃焼室36内の圧縮圧力が前記クランクシャフト46の回転負荷となる。よって、図4に示すように、前記クランクシャフト46の回転速度は低下する。クランクシャフト46が、圧縮行程における圧縮上死点に対応する位置を通過した後、ECU32の点火制御部75が、前記点火プラグ56に前記燃焼室36内の混合気に点火させることにより、初回燃焼が行われる。なお、本実施形態において、点火プラグ56の点火時におけるクランク角は、715度であるが、これに限定されない。   After the rotational speed control of the permanent magnet starter motor 30 by the ECU 32 described above, when the intake valve 50 is closed, the compression pressure in the combustion chamber 36 becomes the rotational load of the crankshaft 46 in the subsequent compression stroke. . Thus, as shown in FIG. 4, the rotational speed of the crankshaft 46 is reduced. After the crankshaft 46 passes a position corresponding to the compression top dead center in the compression stroke, the ignition control unit 75 of the ECU 32 causes the ignition plug 56 to ignite the mixture in the combustion chamber 36, thereby performing the first combustion. Is done. In the present embodiment, although the crank angle at the time of ignition of the spark plug 56 is 715 degrees, it is not limited to this.

上述の初回燃焼により、前記クランクシャフト46に回転力が付与されるとともに、前記エンジン10で継続的に4サイクルの各行程が行われることによって、クランキングによる前記エンジン10の始動が完了する。   As a result of the first combustion described above, torque is applied to the crankshaft 46, and each stroke of four cycles is continuously performed by the engine 10, whereby starting of the engine 10 by cranking is completed.

<目標回転速度の決定手順>
次にエンジン10の始動時における前記クランクシャフト46の目標回転速度Aの決定手順について説明する。
<Determination procedure of target rotational speed>
Next, the procedure for determining the target rotational speed A of the crankshaft 46 at the start of the engine 10 will be described.

ECU32の燃料噴射時間判定部72は、前記エンジン温度センサ28により測定された前記エンジン10の温度に基づいて、予め前記ECU32のメモリ76に格納されている噴射時間データを参照して、前記エンジン10の始動時における1回目の燃焼のための燃料噴射時間を決定する。   The fuel injection time determination unit 72 of the ECU 32 refers to the injection time data stored in the memory 76 of the ECU 32 in advance, based on the temperature of the engine 10 measured by the engine temperature sensor 28. Determine the fuel injection time for the first combustion at the start of the engine.

前記噴射時間データは、例えば、エンジン温度と燃料噴射時間とが対応付けられたテーブルである。前記噴射時間データは、エンジン温度が低いほど燃料の噴射時間が長くなるように設定されている。前記噴射時間は、温度が低くなるにしたがって所定の関係式によって長くなるように算出されてもよいし、ある所定の範囲内では噴射時間を一定とし、当該範囲を超えてエンジン温度が高くなると短くなるように設定されていてもよい。なお、前記噴射時間の一例を、図2に実線矢印で示す。図2に示すように、エンジン温度が−5℃のときの噴射時間は、エンジン温度が80℃のときの噴射時間よりも長い。なお、図2においては、前記噴射時間について、最初のストロークについてのみ記載し、以降のストロークについての記載は省略している。   The injection time data is, for example, a table in which an engine temperature and a fuel injection time are associated with each other. The injection time data is set such that the fuel injection time becomes longer as the engine temperature is lower. The injection time may be calculated to be longer according to a predetermined relational expression as the temperature decreases, or the injection time is constant within a certain predetermined range, and becomes shorter when the engine temperature becomes higher than the range. It may be set to be In addition, an example of the said injection time is shown by the continuous line arrow in FIG. As shown in FIG. 2, the injection time when the engine temperature is −5 ° C. is longer than the injection time when the engine temperature is 80 ° C. In FIG. 2, only the first stroke of the injection time is described, and the description of the subsequent strokes is omitted.

また、前記噴射時間データは、燃料噴射装置54が燃料を噴射する位置、噴射方向、噴射する燃料の液滴の大きさなどによって変化する。上記のように前記エンジン10が低温時でも、噴射した燃料を十分に蒸発させて、点火時において適正な空燃比を得るためである。したがって、前記噴射時間データは、エンジン温度が低い場合に、燃料噴射時間が長くなるように設定されている。一般に、噴射する燃料の液滴の大きさが小さくかつ噴霧の広がり角度が大きい方が噴射時間は短い。   Further, the injection time data changes depending on the position at which the fuel injection device 54 injects fuel, the injection direction, the size of droplets of the fuel to be injected, and the like. As described above, even when the temperature of the engine 10 is low, the injected fuel is sufficiently evaporated to obtain an appropriate air-fuel ratio at the time of ignition. Therefore, the injection time data is set so that the fuel injection time becomes longer when the engine temperature is low. Generally, the smaller the droplet size of the fuel to be injected and the larger the spread angle of the spray, the shorter the injection time.

燃料噴射装置54による燃料の噴射は、所定のクランク角(例えば300度)において開始され、前記エンジン10の吸気行程で前記吸気弁50が閉じるまでに終了する。このため、燃料の噴射が、吸気弁50が開くまでに終了するように前記クランクシャフト46の回転速度を決定する必要がある。なお、本実施形態では、燃料噴射開始のタイミングは、エンジン温度に関係なく、クランク角300度で固定されている。   The injection of fuel by the fuel injection device 54 is started at a predetermined crank angle (for example, 300 degrees) and is completed by the time the intake valve 50 is closed in the intake stroke of the engine 10. For this reason, it is necessary to determine the rotational speed of the crankshaft 46 so that the injection of fuel is completed before the intake valve 50 opens. In the present embodiment, the fuel injection start timing is fixed at a crank angle of 300 degrees regardless of the engine temperature.

よって、低温時における燃料噴射時間を確保するために、燃料噴射開始から吸気弁50が閉じるまでの時間に応じて、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aを設定する必要がある。このため、図7に示すように、噴射時間が長くなるほど、目標回転速度Aは低く設定される。上記の通り、燃料噴射時間は、エンジン温度が低いほど長くする必要があるため、図7に示すように、エンジン温度が低温時の目標回転速度A’は、エンジン温度が高温の場合の目標回転速度Aに比べて低くなる。   Therefore, in order to secure the fuel injection time at low temperature, it is necessary to set the target rotational speed A of the crankshaft 46 according to the time from the start of fuel injection to the closing of the intake valve 50. Therefore, as shown in FIG. 7, the target rotational speed A is set to be lower as the injection time becomes longer. As described above, since the fuel injection time needs to be longer as the engine temperature is lower, as shown in FIG. 7, the target rotational speed A 'when the engine temperature is low is the target rotation when the engine temperature is high. It is lower than speed A.

図8Aに、エンジン温度とエンジン始動時における前記クランクシャフト46の回転速度との関係の一例を示す。上記の通り、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aは、前記エンジン10の温度が低くなるほど低くなる。一例として図8Aに示すように、グラフ中の任意の2点における前記エンジン10の温度(それぞれ第1温度、第2温度という。)において、相対的に低温な第1温度における前記クランクシャフト46の回転速度が、前記第1温度よりも高い第2温度における回転速度よりも低くなるように、前記ECU32は、永久磁石式スタータモータ30の回転速度を制御する。   FIG. 8A shows an example of the relationship between the engine temperature and the rotational speed of the crankshaft 46 at the time of engine start. As described above, the target rotational speed A of the crankshaft 46 becomes lower as the temperature of the engine 10 becomes lower. As one example, as shown in FIG. 8A, at temperatures of the engine 10 at arbitrary two points in the graph (respectively referred to as first and second temperatures), the crankshaft 46 at a relatively low first temperature. The ECU 32 controls the rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 so that the rotational speed is lower than the rotational speed at a second temperature higher than the first temperature.

なお、前記クランクシャフト46の回転速度は、上記のようにエンジン10の温度に応じて連続的に変化するのではなく、図8Bに示すように、エンジン10の温度が所定の温度までは一定で、前記エンジン10の温度が前記所定の温度よりも低くなると、回転速度を低くするように制御することもできる。   The rotational speed of the crankshaft 46 does not change continuously according to the temperature of the engine 10 as described above, but as shown in FIG. 8B, the temperature of the engine 10 is constant up to a predetermined temperature. When the temperature of the engine 10 becomes lower than the predetermined temperature, control may be performed to lower the rotational speed.

なお、燃料噴射は、上記の通り、燃料噴射開始から前記吸気弁50が閉じるまでの間(燃料噴射時間FI)に終わればよい。そのため、前記噴射時間データの燃料噴射時間は、燃料噴射時間FIよりも短くてもよい。   As described above, the fuel injection may be completed (fuel injection time FI) from the start of the fuel injection to the closing of the intake valve 50. Therefore, the fuel injection time of the injection time data may be shorter than the fuel injection time FI.

ところで、燃料噴射時間に応じて前記クランクシャフト46の目標回転速度を高くすると、前記永久磁石式スタータモータ30の消費電力が増大するため、バッテリ64の消費電力が増大する。これに対し、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aを、エンジン温度に応じて必要な燃料噴射時間を確保可能な回転速度まで小さくしてもよい。これにより、前記永久磁石式スタータモータ30の消費電力を抑えることができ、バッテリ64の消費電力の増大を抑制できる。   By the way, if the target rotational speed of the crankshaft 46 is increased according to the fuel injection time, the power consumption of the permanent magnet starter motor 30 is increased, and the power consumption of the battery 64 is increased. On the other hand, the target rotational speed A of the crankshaft 46 may be reduced to a rotational speed that can ensure the required fuel injection time according to the engine temperature. Thereby, the power consumption of the permanent magnet type starter motor 30 can be suppressed, and the increase of the power consumption of the battery 64 can be suppressed.

本実施形態に係るエンジンユニット100によれば、スタータモータとして、回転速度が低いほど高い出力トルクが得られる永久磁石式スタータモータ30を用いる。また、4ストロークの間に高負荷領域TH及び低負荷領域TLが存在するエンジン10において、図5に示すように、前記クランクシャフト46が停止状態から回転した後、最初の燃焼までの低負荷領域TLで、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aをエンジン温度に応じて設定する。これにより、吸気通路33a内に供給した燃料が気化する時間を確保することができる。したがって、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができ、前記エンジン10の始動性を向上することができる。   According to the engine unit 100 according to the present embodiment, as the starter motor, a permanent magnet starter motor 30 is used which can obtain higher output torque as the rotational speed is lower. Further, in the engine 10 in which the high load area TH and the low load area TL exist between the four strokes, as shown in FIG. 5, the low load area to the first combustion after the crankshaft 46 rotates from the stop state. The target rotational speed A of the crankshaft 46 is set according to the engine temperature by TL. As a result, it is possible to secure time for the fuel supplied into the intake passage 33a to be vaporized. Therefore, the energy from the first combustion can be sufficiently increased, and the startability of the engine 10 can be improved.

また、本実施形態では、エンジン始動時の圧縮行程で減圧機構58を作動させることにより、燃焼室36内の圧力を低下させることができる。しかしながら、前記圧縮工程で減圧機構58を作動させることにより、エンジン始動時の最初の燃焼で十分なエネルギーが得られず、前記クランクシャフト46の回転速度を上昇させることができない可能性がある。これに対し、本実施形態のエンジンユニット100では、前記クランクシャフト46が停止状態から回転した後、最初の燃焼までの低負荷領域TLで、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aをエンジン温度に応じて設定することにより、吸気通路33a内に供給した燃料が気化する時間を確保することができる。したがって、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができ、エンジン10の始動性を向上することができる。   Further, in the present embodiment, the pressure in the combustion chamber 36 can be reduced by operating the pressure reducing mechanism 58 in the compression stroke at engine start. However, by operating the pressure reducing mechanism 58 in the compression process, sufficient energy may not be obtained in the first combustion at engine start, and the rotational speed of the crankshaft 46 may not be increased. On the other hand, in the engine unit 100 of the present embodiment, the target rotational speed A of the crankshaft 46 is adjusted according to the engine temperature in the low load region TL until the first combustion after the crankshaft 46 rotates from the stopped state. By setting the time, it is possible to secure the time for the fuel supplied into the intake passage 33a to be vaporized. Therefore, the energy from the first combustion can be sufficiently increased, and the startability of the engine 10 can be improved.

(第2実施形態)
図10は、本発明の第2実施形態に係るエンジンユニット101の構成を示す概略図である。本実施形態に係る前記エンジンユニット101では、ECU80が、エンジン温度と目標回転速度Aとのマップデータとしての回転速度データを用いて、エンジン10の温度に応じて前記クランクシャフト46の回転速度を設定する点において、第1実施形態に係るエンジンユニット100と異なる。
Second Embodiment
FIG. 10 is a schematic view showing a configuration of an engine unit 101 according to a second embodiment of the present invention. In the engine unit 101 according to the present embodiment, the ECU 80 sets the rotational speed of the crankshaft 46 according to the temperature of the engine 10 using rotational speed data as map data of the engine temperature and the target rotational speed A. Is different from the engine unit 100 according to the first embodiment.

具体的には、ECU80は、回転速度算出部70、クランク角判定部71、モータ制御部73、燃料噴射制御部74、点火制御部75、メモリ76及び回転速度決定部81を備える。   Specifically, the ECU 80 includes a rotational speed calculation unit 70, a crank angle determination unit 71, a motor control unit 73, a fuel injection control unit 74, an ignition control unit 75, a memory 76, and a rotational speed determination unit 81.

本実施形態では、メモリ76には、実施形態1と同様の噴射時間データに加えて、エンジン10の温度と、エンジン始動時における前記クランクシャフト46の目標回転速度Aとが予め対応付けられたマップデータとしての回転速度データが格納されている。   In this embodiment, in addition to the injection time data similar to that of the first embodiment, the memory 76 is a map in which the temperature of the engine 10 and the target rotational speed A of the crankshaft 46 at the time of engine start are associated in advance. The rotational speed data as data is stored.

回転速度決定部81は、メモリ76に格納された前記回転速度データを用いて、エンジン温度センサ28により測定されたエンジン温度に応じて、エンジン始動時の前記クランクシャフト46の目標回転速度Aを決定する。モータ制御部73は、前記回転速度決定部81によって決定された目標回転速度Aを用いてインバータ62を制御することにより、前記クランクシャフト46が目標回転速度Aとなるように、永久磁石式スタータモータ30を駆動させる。   The rotational speed determination unit 81 uses the rotational speed data stored in the memory 76 to determine the target rotational speed A of the crankshaft 46 at engine start-up according to the engine temperature measured by the engine temperature sensor 28. Do. The motor control unit 73 controls the inverter 62 using the target rotation speed A determined by the rotation speed determination unit 81, such that the crankshaft 46 has the target rotation speed A, and the permanent magnet starter motor Drive 30.

燃料噴射制御部74は、メモリ76に格納された前記回転速度データを用いて、前記エンジン温度センサ28により測定されたエンジン温度に応じて、燃料噴射時間を決定する。この燃料噴射時間の決定方法は、実施形態1と同様である。なお、前記燃料噴射時間は、前記クランクシャフト46の回転速度に応じて決定されてもよい。   The fuel injection control unit 74 uses the rotational speed data stored in the memory 76 to determine the fuel injection time in accordance with the engine temperature measured by the engine temperature sensor 28. The method of determining the fuel injection time is the same as that of the first embodiment. The fuel injection time may be determined according to the rotational speed of the crankshaft 46.

上述以外の前記ECU80の構成は、実施形態1のECU32と同様なので、ECU80に関する詳しい説明を省略する。   The configuration of the ECU 80 other than the above is the same as that of the ECU 32 of the first embodiment, and thus the detailed description of the ECU 80 is omitted.

本実施形態の構成によっても、吸気通路33a内に供給した燃料が気化する時間を確保することができる。したがって、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができ、前記エンジン10の始動性を向上することができる。   Also according to the configuration of the present embodiment, it is possible to secure time for the fuel supplied into the intake passage 33a to be vaporized. Therefore, the energy from the first combustion can be sufficiently increased, and the startability of the engine 10 can be improved.

(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only an illustration for implementing this invention. Therefore, without being limited to the embodiment described above, the embodiment described above can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

上記各実施形態では、単気筒4ストロークエンジンを用いた前記エンジンユニットについて説明したが、前記エンジンは、並列2気筒又はV型2気筒4ストロークエンジンでもよい。   In each of the above embodiments, the engine unit using a single cylinder 4-stroke engine has been described, but the engine may be a parallel 2-cylinder or V-type 2-cylinder 4-stroke engine.

上記各実施形態では、エンジン始動時に前記クランクシャフト46を逆回転させた場合について説明したが、この限りではなく、エンジン始動時に前記クランクシャフト46を逆回転させることなく正回転させてもよい。   In each of the above embodiments, the case where the crankshaft 46 is reversely rotated at the time of engine start has been described. However, the present invention is not limited to this. The crankshaft 46 may be normally rotated at the time of engine start without reverse rotation.

上記各実施形態で用いられる前記永久磁石式スタータモータ30は、ブラシを有するモータでもよいしブラシレスモータでもよい。また、スタータモータは、発電機の機能も備えたスタータモータジェネレーターであってもよい。   The permanent magnet starter motor 30 used in each of the above embodiments may be a motor having a brush or a brushless motor. Also, the starter motor may be a starter motor generator that also has a generator function.

上記各実施形態では、燃料噴射装置54は、前記吸気弁50に向けて燃料を噴射するが、前記吸気通路33a内の他の位置に燃料を噴射してもよい。例えば、前記燃料噴射装置54が燃料を噴射する位置は、前記吸気弁50よりも上流側で且つ吸気通路33aを構成する壁の内面に向けて燃料を噴射してもよい。   In the above embodiments, the fuel injection device 54 injects fuel toward the intake valve 50, but may inject fuel to another position in the intake passage 33a. For example, the position where the fuel injection device 54 injects fuel may be injected upstream of the intake valve 50 and toward the inner surface of the wall constituting the intake passage 33a.

なお、この場合、噴射時間データは、前記吸気弁50に向けて燃料を噴射する場合に比べて噴射時間が長くなるように設定することができる。すなわち、図11に示すように、前記吸気通路33aを構成する壁の内面に向けて噴射する場合の前記クランクシャフト46の目標回転速度Aは、前記吸気弁50に向けて燃料を噴射する場合に比べて低い。   In this case, the injection time data can be set so that the injection time is longer than when the fuel is injected toward the intake valve 50. That is, as shown in FIG. 11, the target rotational speed A of the crankshaft 46 in the case of injecting toward the inner surface of the wall constituting the intake passage 33a is the case of injecting fuel toward the intake valve 50. Low compared to.

上記各実施形態では、前記エンジンユニット100,101が自動二輪車に適用された構成について説明した。しかしながら、前記エンジンユニット100,101は、三輪車または四輪車などの他の車両に適用されてもよい。   In the above embodiments, the configuration in which the engine units 100 and 101 are applied to a motorcycle has been described. However, the engine unit 100, 101 may be applied to other vehicles such as a three-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle.

上記実施形態では、前記エンジン10の温度としてエンジン冷却液の温度を計測したが、例えば、空冷式エンジンの場合などは、前記エンジンの温度として、潤滑用のオイルが流れるオイル通路内のオイルの温度を計測してもよい。   In the above embodiment, the temperature of the engine coolant was measured as the temperature of the engine 10. For example, in the case of an air-cooled engine, the temperature of the oil in the oil passage through which the lubricating oil flows as the temperature of the engine. May be measured.

上記実施形態では、前記エンジン10は、前記TPS22を用いているが、前記TPS22の代わりにアクセルポジションセンサを用いてもよい。   Although the engine 10 uses the TPS 22 in the above embodiment, an accelerator position sensor may be used instead of the TPS 22.

上記実施形態1では、前記エンジンユニット100は、減圧機構58を備える。実施形態2の前記エンジンユニット101も減圧機構を備えていてもよい。前記エンジンユニット100が減圧機構を有していなくてもよい。   In the first embodiment, the engine unit 100 includes the pressure reducing mechanism 58. The engine unit 101 of the second embodiment may also be provided with a pressure reducing mechanism. The engine unit 100 may not have a pressure reducing mechanism.

10 4ストロークエンジン本体
12 エアクリーナ
14a,14b 吸気管
16 排気管
20 スロットル装置
22 TPS
24 圧力センサ
26 クランク角センサ(クランク角検出部)
28 エンジン温度センサ(エンジン温度検出部)
30 永久磁石式スタータモータ
32、80 ECU(制御装置)
33a 吸気通路
33b 排気通路
35a 吸気ポート
35b 排気ポート
34 シリンダヘッド
36 燃焼室
40 シリンダ
42 ピストン
44 クランクケース
46 クランクシャフト
48 コンロッド
50 吸気弁
52 排気弁
54 燃料噴射装置
56 点火プラグ(点火装置)
58 減圧機構
62 インバータ
64 バッテリ
66 始動スイッチ
70 回転速度算出部
71 クランク角判定部
72 燃料噴射時間半底部
73 モータ制御部
74 燃料噴射時間制御部
75 点火制御部
76 メモリ
81 回転速度決定部
100,101 エンジンユニット
10 four-stroke engine body 12 air cleaners 14a and 14b intake pipe 16 exhaust pipe 20 throttle device 22 TPS
24 Pressure sensor 26 Crank angle sensor (crank angle detector)
28 Engine temperature sensor (engine temperature detector)
30 Permanent magnet type starter motor 32, 80 ECU (control device)
33a intake passage 33b exhaust passage 35a intake port 35b exhaust port 34 cylinder head 36 combustion chamber 40 cylinder 42 piston 44 crankcase 46 crank shaft 46 connecting rod 50 intake valve 52 exhaust valve 54 fuel injection device 56 spark plug (ignition device)
58 decompression mechanism 62 inverter 64 battery 66 start switch 70 rotation speed calculation unit 71 crank angle determination unit 72 fuel injection time half bottom 73 motor control unit 74 fuel injection time control unit 75 ignition control unit 76 memory 81 rotation speed determination unit 100, 101 Engine unit

Claims (8)

吸気ポート及び排気ポートが設けられた燃焼室と、前記吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記吸気ポートに接続され且つ前記吸気ポートを介して大気中の空気を前記燃焼室内に導く吸気通路と、前記排気ポートに接続される排気通路と、前記吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記燃焼室内の燃料及び空気を含む混合気に点火する点火装置と、前記燃焼室内を往復移動するピストンと、前記ピストンの往復移動に応じて回転するように、前記ピストンに接続されたクランクシャフトとを備え、4ストロークの間に前記クランクシャフトを回転する負荷が大きい高負荷領域と、前記クランクシャフトを回転する負荷が前記高負荷領域の負荷よりも小さい低負荷領域と、を有する4ストロークエンジン本体と、
永久磁石を有し前記クランクシャフトを回転させる永久磁石式スタータモータと、
前記永久磁石式スタータモータ、前記燃料噴射装置及び前記点火装置を制御する制御装置と、
前記4ストロークエンジン本体の温度を検出するエンジン温度検出部と、
前記クランクシャフトの回転角度の位置であるクランク角を検出するクランク角検出部と、を備え、
前記制御装置は、
前記永久磁石式スタータモータを駆動させることによって、前記クランクシャフトを停止状態から回転させ、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間に、前記燃料噴射装置を制御することによって、前記吸気通路内に燃料を噴射し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間で、かつ、前記燃料噴射装置が前記吸気通路内に燃料を噴射してから前記吸気弁が閉じるまでの間に、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて、前記クランクシャフトの回転速度の増加を抑制するように前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記点火装置を用いて前記燃焼室内の混合気に点火することによって、前記4ストロークエンジン本体を始動する、エンジンユニット。
A combustion chamber provided with an intake port and an exhaust port, an intake valve for opening and closing the intake port, an exhaust valve for opening and closing the exhaust port, air connected to the intake port and air in the atmosphere via the intake port , An exhaust passage connected to the exhaust port, a fuel injection device for injecting fuel into the intake passage, and ignition for igniting a mixture including fuel and air in the combustion chamber Apparatus, a piston reciprocating in the combustion chamber, and a crankshaft connected to the piston so as to rotate according to the reciprocating movement of the piston, a load rotating the crankshaft during four strokes 4 stroke engine having a high load area where the load is large and a low load area where the load that rotates the crankshaft is smaller than the load of the high load area. And down the body,
A permanent magnet starter motor having a permanent magnet and rotating the crankshaft;
A controller for controlling the permanent magnet starter motor, the fuel injection device, and the ignition device;
An engine temperature detection unit that detects the temperature of the four-stroke engine body;
And a crank angle detection unit that detects a crank angle that is a position of a rotation angle of the crankshaft.
The controller is
The crankshaft is rotated from a stopped state by driving the permanent magnet starter motor,
While the crank angle of the crankshaft is in the low load region, fuel is injected into the intake passage by controlling the fuel injection device;
The crank angle of the crankshaft is detected by the engine temperature detection unit between the low load region and between the fuel injection device injecting fuel into the intake passage and the closing of the intake valve. Controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor so as to suppress an increase in rotational speed of the crankshaft based on the temperature of the four-stroke engine main body,
An engine unit for starting the four-stroke engine body by igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber using the igniter while the crank angle of the crankshaft is in the high load range.
請求項1に記載のエンジンユニットにおいて、
前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が第1温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度が、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が前記第1温度よりも高い第2温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度よりも低くなるように、前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御する、エンジンユニット。
In the engine unit according to claim 1,
The control device is configured to detect the rotational speed of the crankshaft when the temperature of the four-stroke engine main body detected by the engine temperature detection unit is a first temperature, by the engine temperature detection unit An engine unit controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor such that the rotational speed of the crankshaft is lower than the rotational speed of the crankshaft when the temperature of the main body is a second temperature higher than the first temperature.
請求項1又は2に記載のエンジンユニットにおいて、
前記燃料噴射装置は、前記吸気弁に向けて燃料を噴射する、エンジンユニット。
In the engine unit according to claim 1 or 2,
The engine unit, wherein the fuel injection device injects fuel toward the intake valve.
請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジンユニットにおいて、
前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて決定された燃料噴射時間に応じて、前記クランクシャフトの回転速度を決定する、エンジンユニット。
The engine unit according to any one of claims 1 to 3.
The engine unit determines the rotational speed of the crankshaft according to a fuel injection time determined based on the temperature of the four-stroke engine body detected by the engine temperature detection unit.
請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジンユニットにおいて、
前記エンジン温度検出部は、前記4ストロークエンジン本体の冷却液の温度又はオイル通路内のオイルの温度を検出するセンサである、エンジンユニット。
The engine unit according to any one of claims 1 to 4.
The engine unit, wherein the engine temperature detection unit is a sensor that detects a temperature of a coolant of the four-stroke engine body or a temperature of oil in an oil passage.
請求項1から5のいずれか一つに記載のエンジンユニットにおいて、
前記制御装置は、前記燃料噴射時間が、エンジン始動に必要な燃料を供給可能な所定時間を超えるまで、前記燃料噴射装置に燃料を噴射させる、エンジンユニット。
The engine unit according to any one of claims 1 to 5.
The engine unit, wherein the control device causes the fuel injection device to inject fuel until the fuel injection time exceeds a predetermined time that can supply the fuel necessary for starting the engine.
請求項1から6のいずれか一つに記載のエンジンユニットにおいて、
前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が低いほど、前記燃料噴射時間における前記クランクシャフトの回転速度を低下させるように、前記モータの回転速度を制御する、エンジンユニット。
The engine unit according to any one of claims 1 to 6.
The control device controls the rotational speed of the motor so as to lower the rotational speed of the crankshaft during the fuel injection time as the temperature of the four-stroke engine main body detected by the engine temperature detection unit decreases. , Engine unit.
請求項1から7のいずれか一つに記載のエンジンユニットにおいて、
前記4ストロークエンジン本体は、前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記燃焼室内の混合気を排出するために前記排気弁を一時的に開く減圧機構をさらに備えている、エンジンユニット。
The engine unit according to any one of claims 1 to 7.
The four-stroke engine body further includes a pressure reducing mechanism that temporarily opens the exhaust valve to discharge the air-fuel mixture in the combustion chamber while the crank angle of the crankshaft is in the high load region. unit.
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